Bilim İnsanları, Nesneleri Soğutmanın Tamamen Yeni Bir Yöntemini İcat Etti : ScienceAlert

İyonokalorik soğutmaya merhaba deyin: mevcut yöntemleri daha güvenli ve gezegen için daha dost olan bir şeyle değiştirme potansiyeline sahip cıvayı düşürmenin yeni bir yolu.

Tipik soğutma sistemleri, ısıyı bir yerden bir miktar uzağa genişledikçe soğuyan bir gaz aracılığıyla taşır. Bu süreç ne kadar etkili olursa olsun, kullandığımız bazı seçkin gazlar da özellikle çevre dostu değildir.

Bununla birlikte, bir maddenin ısı enerjisini emmeye ve vermeye zorlanmasının birden fazla yolu vardır.

ABD’deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’den araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir yöntem, katı buzun sıvı suya dönüşmesi gibi bir malzeme faz değiştirdiğinde enerjinin depolanma veya salınma şeklinden yararlanıyor. misal.

Bir buz bloğunun üzerindeki sıcaklığı yükseltin, eriyecektir. Bu kadar kolay göremeyebileceğimiz şey, erimenin çevresinden ısıyı emerek etkili bir şekilde soğutmasıdır.

Isıyı artırmaya gerek kalmadan buzu erimeye zorlamanın bir yolu, birkaç yüklü parçacık veya iyon eklemektir. Buz oluşumunu önlemek için yollara tuz koymak, bunun yaygın bir örneğidir. İyonokalorik döngü ayrıca bir sıvının fazını değiştirmek ve çevresini soğutmak için tuz kullanır.

“Soğutucu akışkanların durumu çözülmemiş bir sorundur” diyor makine mühendisi Drew Lilley, Kaliforniya’daki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan. “Hiç kimse malzemeleri soğutan, verimli çalışan, güvenli ve çevreye zarar vermeyen alternatif bir çözümü başarıyla geliştirmedi.”

“İyonokalorik döngünün, uygun şekilde gerçekleştirilirse tüm bu hedefleri karşılama potansiyeline sahip olduğunu düşünüyoruz.”

Araştırmacılar, iyonokalorik döngü teorisini, günümüzde kullanılan soğutucu akışkanların verimliliğiyle potansiyel olarak nasıl rekabet edebileceğini ve hatta iyileştirebileceğini göstermek için modellediler. Sistemden geçen bir akım, içindeki iyonları hareket ettirerek, malzemenin erime noktasını sıcaklığı değiştirmek için kaydırır.

Ekip ayrıca etilen karbonatı eritmek için iyot ve sodyumdan yapılmış bir tuz kullanarak deneyler yaptı. Bu yaygın organik çözücü, lityum iyon pillerde de kullanılır ve girdi olarak karbondioksit kullanılarak üretilir. Bu, sistemi yalnızca GWP olmaktan çıkarabilir [global warming potential] sıfır, ancak GWP negatif.

Deneyde tek bir volttan daha az şarj uygulanarak 25 santigrat derece (45 Fahrenheit derece) sıcaklık kayması ölçüldü; bu, diğer kalori teknolojilerinin şimdiye kadar başardıklarını aşan bir sonuç.

“Dengelemeye çalıştığımız üç şey var: soğutucu akışkanın GWP’si, enerji verimliliği ve ekipmanın maliyeti.” diyor makine mühendisi Ravi PrasherLawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan.

“İlk denemeden itibaren, verilerimiz bu üç yönün hepsinde çok umut verici görünüyor.”

Şu anda soğutma işlemlerinde kullanılan buhar sıkıştırma sistemleri, çeşitli hidroflorokarbonlar (HFC’ler) gibi yüksek GWP’ye sahip gazlara dayanmaktadır. Kigali Değişikliğine imza atan ülkeler, önümüzdeki 25 yıl içinde HFC’lerin üretimini ve tüketimini en az yüzde 80 azaltmayı taahhüt ettiler ve iyonokalorik soğutma bunda önemli bir rol oynayabilir.

Şimdi, araştırmacıların teknolojiyi laboratuvardan çıkarması ve ticari olarak kullanılabilecek ve herhangi bir sorun olmadan ölçeklenebilen pratik sistemlere dönüştürmesi gerekiyor. Sonunda, bu sistemler ısıtmanın yanı sıra soğutma için de kullanılabilir.

“Farklı alanlardan öğeleri bir araya getiren bu yepyeni termodinamik döngüye ve çerçeveye sahibiz ve bunun işe yarayabileceğini gösterdik.” Prasher diyor.

“Şimdi, mühendislik zorluklarını karşılamak için farklı malzeme ve teknik kombinasyonlarını test etme deneylerinin zamanı geldi.”

Araştırma yayınlandı Bilim.